(57)【要約】  器具操作用装置は、それぞれ垂直なホイール枢軸の周りで枢動可能に設置された駆動ホイール上で支持された、Ｕ字型の駆動フレームを有する。操舵制御装置は、各駆動ホイールを選択的に枢動させる。動力源は駆動制御装置を通して接続され、駆動ホイールをいずれの方向に回転させる。第１及び第２の器具は、器具動作を実施するよう、及び地面上に静置されるよう構成され、駆動フレームを各器具に対する器具積載位置へと操縦すると、器具は駆動フレームに接続可能となり、また駆動フレームによって支持される動作位置へと移動可能となる。器具が動作位置にあるとき、操舵制御装置及び駆動制御装置は、駆動フレーム及び器具を、第１の移動経路又は第１の移動経路に対して概ね垂直な第２の移動経路に沿って移動させて操舵するよう、動作可能である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
器具操作用装置であって、
ベースビームと、前記ベースビームの対応する第１の端部及び第２の端部から延在する略平行な第１の側部ビーム及び第２の側部ビームとを備え、前記第１の側部ビーム及び前記第２の側部ビームの外側端部間に開放器具領域を画定する、Ｕ字型の駆動フレームであって、前記駆動フレームは、地表面上を移動するための複数の駆動ホイール上に支持され、各前記駆動ホイールは前記駆動フレームに、略垂直なホイール枢軸の周りで枢動できるように設置され、操舵制御装置は、各前記駆動ホイールを対応する前記ホイール枢軸の周りで選択的に枢動させるよう動作可能である、Ｕ字型の駆動フレームと、
前記駆動フレームに設置され、各前記駆動ホイールを回転させるための駆動制御装置を通して接続された動力源であって、前記駆動制御装置は、第１の方向及び第２の方向のうちの選択された一方に前記駆動ホイールを回転させるよう動作可能である、動力源と、
それぞれ器具動作を実施するよう、及びアイドリング位置にある場合に前記地表面上に静置されるよう構成される、第１の器具及び第２の器具と、
を備え、
各前記器具及び前記駆動フレームは、前記駆動フレームを、前記アイドリング位置の各前記器具に対する器具積載位置へと操縦した場合に、各前記器具が前記駆動フレームに接続可能かつ動作位置へと移動可能となるよう構成され、前記動作位置において、各前記器具は前記駆動フレームで支持され、また器具機能を制御するよう動作可能な器具制御システムに接続され、
前記駆動フレームが、前記アイドリング位置の前記第１の器具に対する前記器具積載位置にある場合、前記第１の器具の少なくとも一部分は、前記第１の側部ビームと前記第２の側部ビームとの間、かつ前記第１の側部ビーム及び前記第２の側部ビームの上方にあり、
各前記器具が前記動作位置にある場合、前記操舵制御装置及び前記駆動制御装置は、前記駆動フレーム及び支持された前記器具を第１の移動経路に沿って移動させて操舵するための第１のモードで動作可能であり、また前記操舵制御装置及び前記駆動制御装置は、前記駆動フレーム及び支持された前記器具を、前記第１の移動経路に対して概ね垂直に配向された第２の経路に沿って移動させて操舵するための第２のモードで動作可能である、器具操作用装置。
【請求項２】
前記駆動ホイールの第１のペアは前記第１の側部ビームを支持し、前記駆動ホイールの第２のペアは前記第２の側部ビームを支持し、
前記第１の移動経路は、前記側部ビームに対して概ね平行に配向される、請求項１に記載の器具操作用装置。
【請求項３】
端部ビームを更に備え、
前記端部ビームは、前記端部ビームの第１の端部及び第２の端部において、前記第１の側部ビーム及び前記第２の側部ビームの前記ベースビームから離間した外側端部部分に着脱可能に取り付けられる、請求項２に記載の器具操作用装置。
【請求項４】
前記端部ビームは、前記第１の器具が前記動作位置にある場合にのみ、前記端部ビームが前記第１の側部ビーム及び前記第２の側部ビームに取り付けられるよう、前記第１の器具のそばに設けられる、請求項３に記載の器具操作用装置。
【請求項５】
前記第１の側部ビーム及び前記第２の側部ビームそれぞれの外側端部部分に設置された少なくとも１つのロック機構を備え、
前記第１の器具は、前記第１の器具が前記動作位置ある場合に前記ロック機構に係合し、これにより前記側部ビームは、前記第１の器具が前記動作位置にある場合に、前記第１の器具に対して略固定される、請求項４に記載の器具操作用装置。
【請求項６】
前記第２の器具の少なくとも一部分は、前記駆動フレームが前記器具積載位置にある場合には、前記第１の側部ビームに隣接して、前記駆動フレームのそばにあり、
前記動力源は、前記第２の側部ビーム上に設置されたモータである、請求項２〜５のいずれか１項に記載の器具操作用装置。
【請求項７】
前記第２の器具は、前記第１の側部ビームのそばの動作場所から、前記駆動フレームの上方の輸送場所まで、移動可能である、請求項６に記載の器具操作用装置。
【請求項８】
前記駆動ホイールの第１のペアは、前記ベースビームに近接した第１のベース駆動ホイール、及び前記ベースビームから離間した第１の端部駆動ホイールを含み、
前記駆動ホイールの第２のペアは、前記ベースビームに近接した第２のベース駆動ホイール、及び前記ベースビームから離間した第２の端部駆動ホイールを含み、
前記駆動フレーム及び支持された前記器具を前記第１の移動経路に沿って移動させて操舵する際、前記操舵制御装置は、前記第１のベース駆動ホイール及び前記第２のベース駆動ホイールを共に同一方向に枢動させるよう動作可能であり、
前記駆動フレーム及び支持された前記器具を前記第２の移動経路に沿って移動させて操舵する際、前記操舵制御装置は、前記第１のベース駆動ホイール及び前記第１の端部駆動ホイールを共に同一方向に枢動させるよう動作可能である、請求項２〜７のいずれか１項に記載の器具操作用装置。
【請求項９】
前記駆動フレーム及び支持された前記器具を前記第１の移動経路に沿って移動させて操舵する際、前記操舵制御装置は、前記第１の端部駆動ホイール及び前記第２の端部駆動ホイールを共に、対応する前記ホイール枢軸の周りで、前記第１のベース駆動ホイール及び前記第２のベース駆動ホイールの枢動方向とは反対の急旋回方向、及び前記第１のベース駆動ホイール及び前記第２のベース駆動ホイールの枢動方向と同一の斜め操舵方向のうちの一方に枢動させるよう動作可能である、請求項８に記載の器具操作用装置。
【請求項１０】
前記駆動フレーム及び支持された前記器具を前記第２の移動経路に沿って移動させて操舵する際、前記操舵制御装置は、前記第２のベース駆動ホイール及び前記第２の端部駆動ホイールを共に、対応する前記ホイール枢軸の周りで、前記第１のベース駆動ホイール及び前記第１の端部駆動ホイールの枢動方向とは反対の急旋回方向、並びに前記第１のベース駆動ホイール及び前記第１の端部駆動ホイールの枢動方向と同一の斜め操舵方向のうちの一方に枢動させるよう動作可能である、請求項８に記載の器具操作用装置。
【請求項１１】
前記操舵制御装置は各前記駆動ホイールに隣接する油圧シリンダを備え、
各前記油圧シリンダは、前記対応する駆動ホイールを、前記対応するホイール枢軸の周りで、約１３０°超の枢動範囲にわたって選択的に枢動させるよう動作可能である、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の器具操作用装置。
【請求項１２】
前記操舵制御装置は更に、前記駆動フレームを操舵するために、前記駆動ホイールの相対回転速度を調整するよう動作可能である、請求項２〜１１のいずれか１項に記載の器具操作用装置。
【請求項１３】
前記駆動ホイールの第２のペアのうちの少なくとも一方は、前記第２の側部ビームに対して垂直に移動可能である、請求項２〜１２のいずれか１項に記載の器具操作用装置。
【請求項１４】
ウォーキングビームを備え、
前記ウォーキングビームは、前記第２の側部ビームに対して平行に配向され、また前記ウォーキングビームの中心部分において、前記第２の側部ビームの中心部分に、ウォーキング枢軸の周りで枢動可能に取り付けられ、
前記駆動ホイールの第２のペアのそれぞれは、前記ウォーキングビームの対向する端部部分に設置される、請求項１３に記載の器具操作用装置。
【請求項１５】
少なくとも１つのガイド支持体を備え、
前記少なくとも１つのガイド支持体は、前記第２の側部ビームの、前記ウォーキング枢軸と前記ウォーキングビームの１つの前記端部部分との間に設置され、また、前記第２の側部ビームに取り付けられた内側ガイドプレートと、前記内側ガイドプレートに取り付けられた外側ガイドプレートとを備え、これにより前記内側ガイドプレートと前記外側ガイドプレートとの間にガイドチャネルが形成され、
前記ウォーキングビームは、前記内側ガイドプレート及び前記外側ガイドプレートの近傍において前記ガイドチャネル内を上下に移動する、請求項１４に記載の器具操作用装置。
【請求項１６】
前記駆動ホイールの第２のペアは、前記第２の側部ビームの前記ベースビーム付近に枢動可能に取り付けられた第２のベースアームの下側部分に、対応する略垂直な前記ホイール枢軸の周りで枢動可能に設置された、第２のベース駆動ホイールと、前記第２の側部ビームの前記ベースビームから離間した位置に枢動可能に取り付けられた第２の端部アームの下側部分に、対応する略垂直な前記ホイール枢軸の周りで枢動可能に設置された、第２の端部駆動ホイールとを備え、
前記第２のベースアーム及び前記第２の端部アームは、前記第２のベースホイール及び前記第２の端部ホイールのうちの一方が上方に枢動した場合に前記第２のベースホイール及び前記第２の端部ホイールのうちのもう一方が下方に枢動するよう、連結される、請求項１３に記載の器具操作用装置。
【請求項１７】
前記第２のベースアームと前記第２の側部ビームとの間に接続された第２のベース油圧シリンダ、及び前記第２の端部アームと前記第２の側部ビームとの間に接続された第２の端部油圧シリンダであって、前記第２のベース油圧シリンダ及び前記第２の端部油圧シリンダは流体導管によって接続され、これにより、前記第２のベースアームが上方又は下方に枢動すると、油圧流体が前記第２のベース油圧シリンダから前記第２の端部油圧シリンダへと流れ、これにより前記第２の端部アームが、前記第２のベースアームの運動とは反対の垂直方向に移動する、第２のベース油圧シリンダ及び第２の端部油圧シリンダ、並びに
前記第２のベース油圧シリンダ及び前記第２の端部油圧シリンダに、油圧制御弁を通して接続された、加圧油圧流体源であって、前記油圧制御弁は、前記第２のベース油圧シリンダ及び前記第２の端部油圧シリンダ内へと加圧油圧流体を配向して、前記第２の側部ビームを所望の垂直位置へと上向き又は下向きに移動させるよう動作可能である、加圧油圧流体源
を備える、請求項１６に記載の器具操作用装置。
【請求項１８】
前記駆動ホイールの第１のペアは、前記第１の側部ビームの前記ベースビーム付近に枢動可能に取り付けられた前記第１のベースアームの下側部分に、対応する略垂直な前記ホイール枢軸の周りで枢動可能に設置された、第１のベース駆動ホイールと、前記第１の側部ビームの前記ベースビームから離間した位置に枢動可能に取り付けられた前記第１の端部アームの下側部分に、対応する略垂直な前記ホイール枢軸の周りで枢動可能に取り付けられた、第１の端部駆動ホイールとを備え、
前記装置は、前記第１のベースアームと前記第１の側部ビームとの間に接続された第１のベース油圧シリンダ、及び前記第１の端部アームと前記第１の側部ビームとの間に接続された第１の端部油圧シリンダを備え、
前記加圧油圧流体源は、前記第１のベース及び前記端部油圧シリンダに前記油圧制御弁を通して接続され、前記油圧制御弁は、前記加圧油圧流体を前記第１のベース油圧シリンダ及び前記第１の端部油圧シリンダ内へと配向して、前記第１の側部ビームを上方又は下方へ移動させるよう動作可能であり、また前記所望の垂直位置が達成された場合には、前記油圧制御弁は、前記第１のベースアーム及び前記第１の端部アームを固定位置に維持するよう動作可能である、請求項１７に記載の器具操作用装置。
【請求項１９】
前記ベースビームは、前記第１の側部ビームに、前記ベースビームに対して略平行かつ前記第１の側部ビームに対して垂直に配向されたベース枢軸の周りで枢動可能に取り付けられる、請求項２〜１２のいずれか１項に記載の器具操作用装置。
【請求項２０】
前記ベースビームは、前記第１の側部ビーム及び前記第２の側部ビームの上方にある、請求項１９に記載の器具操作用装置。
【請求項２１】
前記動作位置にある場合、前記支持された器具は、
前記ベースビームを越えて外向きに、
前記第１の側部ビーム及び前記第２の側部ビームの、前記ベースビームから離間した外側端部を越えて外向きに、又は
前記第１の側部ビーム及び前記第２の側部ビームのうちの少なくとも一方を越えて外向きに延在する、請求項２〜２０のいずれか１項に記載の器具操作用装置。
【請求項２２】
前記第１の器具は、前記動作位置で支持されている場合、前記ベースビームを越えて外向きに延在し、前記第２の器具は、前記動作位置で支持されている場合、前記第１の側部ビーム及び第２の側部ビームのうちの少なくとも一方を越えて外向きに延在する、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の器具操作用装置。
【請求項２３】
前記動力源はモータであり、前記モータは、前記第２の側部ビームの内側が前記モータと前記第１の側部ビームとの間となるよう、前記第２の側部ビーム上のオフセット位置に設置される、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の器具操作用装置。
【請求項２４】
前記モータは、第１のモータ動作位置から第２のモータ動作位置へと移動可能である、請求項２３に記載の器具操作用装置。
【請求項２５】
前記操舵制御装置、前記駆動制御装置及び前記器具制御システムは、前記外部ガイダンスシステム及び遠隔操作ボックスから場所信号を受信するマイクロプロセッサのうちの１つから受信した信号に応答する、請求項１〜２４のいずれか１項に記載の器具操作用装置。
【請求項２６】
支持されることになる前記器具は、前記器具及び前記駆動フレームに取り付け可能な可動式持ち上げアームと、前記持ち上げアームを動かして前記器具を前記動作位置へと移動させるよう動作可能なアクチュエータとによって、前記駆動フレームに接続される、請求項１〜２５のいずれか１項に記載の器具操作用装置。
【請求項２７】
前記駆動フレームが前記器具積載位置にある場合、支持されることになる前記装置の接続部分は、前記駆動フレームの上方にあり、前記アクチュエータは前記器具の前記接続部分を引き下げるよう動作可能である、請求項１〜２５のいずれか１項に記載の器具操作用装置。
【請求項２８】
前記駆動フレームが前記器具積載位置にある場合、支持されることになる前記装置の前記接続部分は、前記駆動フレームの上方にあり、前記アクチュエータは前記器具を前記動作位置へと持ち上げるために前記駆動フレームを持ち上げるよう動作可能である、請求項１〜２５のいずれか１項に記載の器具操作用装置。
【請求項２９】
前記第１の器具は、前記第１の移動経路に沿って移動する際に、対応する第１の器具動作を実施するよう構成され、前記第２の器具は、前記第２の移動経路に沿って移動する際に、対応する第２の器具動作を実施するよう構成される、請求項１〜２８のいずれか１項に記載の器具操作用装置。
【請求項３０】
農業用器具装置であって、
地表面上を移動するためのホイール上に支持されたＵ字型の基礎フレームであって、ここで前記基礎フレームは、略平行で横方向に離間した左右の設置用ビームを含み、前記設置用ビームは、前記設置用ビームの内側端部において、略水平なベースビームに固定され、また前記ベースビームから、前記ベースビームから遠方の前記設置用ビームの外側端部へと、外向き方向に延在し、これにより、前記設置用ビームの間の、前記設置用ビームの前記外側端部から前記ベースビームまでに、開放器具領域が設けられる、Ｕ字型の基礎フレーム、
器具動作を実施するよう、アイドリング位置にある場合に前記地表面上に静置されるよう、及び動作位置にある場合に前記開放器具領域内で前記基礎フレームに取り付けられるよう、構成される、器具、
前記基礎フレームに設置された、複数のビーム取り付け機構であって、各前記ビーム取り付け機構は、
リフトアームであって、前記リフトアームは、前記リフトアームの内側端部において、対応する前記ビームに枢動可能に取り付けられ、また前記リフトアームの外側端部においてフックを画定し、ここで前記リフトアームは、前記外向き方向に延在する積載位置から、上向きに延在する動作位置へと枢動可能である、リフトアーム、
前記リフトアームを前記積載位置と前記動作位置との間で枢動させるよう動作可能な油圧シリンダ、及び
ビーム係合部材
を備える、ビーム取り付け機構
を備え、
各前記ビーム取り付け機構に関して、対応する器具取り付け機構が前記器具に設置され、各前記器具取り付け機構は、略水平に配向されたシャフトと、器具係合部材とを備え、
前記取り付け機構は、前記リフトアームが前記積載位置にある場合に、前記基礎フレームが前記アイドリング位置にある前記器具に対する器具積載位置へと移動可能となるよう構成され、前記器具積載位置では、各前記ビーム取り付け機構の前記フックは、対応する前記器具取り付け機構の前記シャフトの下側に位置し、これにより、前記リフトアームを前記動作位置へと枢動させることによって、前記器具は上方かつ内向き方向に移動し、これにより各前記器具係合部材は、対応する前記ビーム係合部材と係合するように移動する、農業用器具装置。
【請求項３１】
加圧油圧流体を前記油圧シリンダ内へと配向して、前記リフトアームを前記積載位置から前記動作位置へと移動させるよう動作可能であり、また前記リフトアームに、前記リフトアームを前記動作位置に向かって付勢するための付勢力を付加するよう動作可能である、油圧流体源を備える、請求項３０に記載の農業用器具装置。
【請求項３２】
前記リフトアームに付加される、前記付勢力より大きい力は、前記リフトアームを前記積載位置に向かって移動させ、前記加圧油圧流体を前記油圧シリンダから出て前記油圧流体源に戻るように移動させる、請求項３１に記載の農業用器具装置。
【請求項３３】
各前記器具取り付け機構上において、前記シャフトは、略垂直な設置プレートの間に延在し、
前記設置プレートの、前記基礎フレームが前記器具積載位置へと移動しているときに前記フックに隣接する部分は、前記シャフトから離れるように横方向に傾斜し、これにより、対応する前記リフトアームを前記シャフトに向かってガイドする、請求項３０〜３２のいずれか１項に記載の農業用器具装置。
【請求項３４】
前記対応するビーム係合部材と係合した前記器具係合部材によって、前記リフトアームを前記動作位置に固定するよう動作可能な、着脱可能なロック機構を備える、請求項３０〜３３のいずれか１項に記載の農業用器具装置。
【請求項３５】
前記係合部材は、ソケットと、前記ソケット内へと摺動するよう構成されたピンとによって設けられ、
前記ピンは、前記ピンを前記ソケット内へとガイドするよう動作可能な先細端部を備える、請求項３０〜３４のいずれか１項に記載の農業用器具装置。
【請求項３６】
対応する右側の前記設置用ビーム及び左側の前記設置用ビームの、対応する右側端部部分及び左側端部部分に設置された、右側の外側ビーム取り付け機構及び左側の外側ビーム取り付け機構、並びに前記ベースビームに設置された少なくとも１つの内側ビーム取り付け機構、並びに、
前記器具の、前記右側の外側ビーム取り付け機構及び前記左側の外側ビーム取り付け機構の場所に対応する場所に設置された、右側の外側器具取り付け機構及び左側の外側器具取り付け機構、並びに前記器具の、前記少なくとも１つの内側ビーム取り付け機構の場所に対応する場所に設置された、少なくとも１つの内側器具取り付け機構、
を備える、請求項３０〜３５のいずれか１項に記載の農業用器具装置。
【請求項３７】
第１の器具動作及び第２の器具動作を実施する方法であって、
前記方法は、
駆動フレームを複数の駆動ホイールに設置するステップであって、各前記駆動ホイールは前記駆動フレームに、略垂直なホイール枢軸の周りで枢動できるように取り付けられるステップと、
各前記駆動ホイールを対応する前記ホイール枢軸の周りで選択的に枢動させるよう動作可能な、操舵制御装置を提供するステップと、
前記駆動フレーム上に動力源を設置し、前記動力源を、各前記駆動ホイールを回転させるための駆動制御装置を通して接続するステップであって、前記駆動制御装置は、前記駆動ホイールを第１の方向及び第２の方向に選択的に回転させるよう動作可能であるステップと、
前記駆動制御装置及び操舵制御装置を第１のモードで動作させることにより、前記駆動フレームを第１の移動経路に沿って移動させて操舵し、また前記駆動制御装置及び操舵制御装置を第２のモードで動作させることにより、前記駆動フレームを前記第１の移動経路に対して概ね垂直に配向された第２の経路に沿って移動させて操舵するステップと、
前記第１の器具動作を実施するよう構成された第１の器具を、第１のアイドリング位置において地表面上で支持するステップと、
前記第２の器具動作を実施するよう構成された第２の器具を、第２のアイドリング位置において地表面上で支持するステップと、
前記駆動制御装置及び操舵制御装置を前記第１のモード及び前記第２のモードのうちの一方で動作させることにより、前記駆動フレームを、前記第１のアイドリング位置の前記第１の器具に対する器具積載位置へと移動させて操舵するステップと、
前記第１の器具を前記駆動フレームに接続し、前記第１の器具を、前記駆動フレームに支持された動作位置へと移動させるステップと、
前記第１の器具を、器具機能を制御するよう動作可能な器具制御システムに接続するステップと、
前記駆動制御装置及び操舵制御装置を前記第１のモードで動作させることにより、前記駆動フレーム及び前記第１の器具を前記第１の移動経路に沿って移動させて操舵し、また前記器具制御システムを、前記第１の器具動作を実施するように前記第１の器具の前記器具機能を制御するよう動作させるステップと、
前記駆動制御装置及び操舵制御装置を前記第１のモード及び前記第２のモードのうちの一方で動作させることにより、前記駆動フレームを保管場所へと移動させて操舵し、また前記第１の器具を前記第１のアイドリング位置へと移動させ、前記第１の器具を前記駆動フレーム及び前記器具制御システムから接続解除するステップと、
前記駆動制御装置及び操舵制御装置を前記第１のモード及び前記第２のモードのうちの一方で動作させることにより、前記駆動フレームを前記第２のアイドリング位置の前記第２の器具に対する器具積載位置へと移動させて操舵するステップと、
前記第２の器具を前記駆動フレームに接続し、前記第２の器具を、前記駆動フレームに支持された動作位置へと移動させるステップと、
前記第２の器具を、器具機能を制御するための前記器具制御システムに接続するステップと、
前記操舵及び駆動制御装置を前記第２のモードで動作させることにより、前記駆動フレーム及び前記第２の器具を前記第２の移動経路に沿って移動させて操舵し、また前記器具制御システムを、前記第２の器具動作を実施するように前記第２の器具の前記器具機能を制御するよう動作させるステップと、
を含む、方法。
【請求項３８】
前記駆動フレームは、ベースビームと、前記ベースビームの対応する第１の端部及び第２の端部から、前記第１の移動経路に対して略平行に延在する、略平行な第１の側部ビーム及び第２の側部ビームとを含み、
前記駆動ホイールの第１のペアは前記第１の側部ビームを支持し、前記駆動ホイールの第２のペアは前記第２の側部ビームを支持し、
前記第１の移動経路は、前記側部ビームに対して概ね平行に配向される、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記駆動フレームはＵ字型であり、
前記第２の器具は、前記アイドリング位置にある場合に前記駆動フレームより高く、
前記駆動フレームを前記第１の移動経路に沿って移動させ、前記第１の側部ビーム及び前記第２の側部ビームを、前記アイドリング位置にある前記第２の器具の対応する第１の側部及び第２の側部に沿って移動させることによって、前記駆動フレームを前記器具積載位置へと移動させて操舵するステップを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記第１の側部ビーム及び前記第２の側部ビームのそれぞれの外側端部部分に、着脱可能な取り付け機構を設置するステップを含み、
前記第１の側部ビーム及び前記第２の側部ビームが互いに略固定されるように、前記第２の器具の剛性器具フレーム部分を各前記取り付け機構に取り付けることによって、前記第２の器具を前記駆動フレームに接続するステップを含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記第１の器具を輸送場所まで持ち上げ、前記駆動フレーム及び前記第１の器具を前記第１の経路に沿って移動させることによって、前記第１の器具を道路に沿って輸送するステップを含む、請求項３７〜４０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４２】
前記第２の器具を前記輸送場所まで持ち上げ、前記駆動フレーム及び前記第２の器具を前記第１の移動経路に沿って移動させることによって、前記第２の器具を道路に沿って輸送するステップを含む、請求項３７〜４０のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、農業、鉱業、建設等の産業で使用するための器具の分野に関し、特に動作モード及び輸送モードの器具を移動させるために、多様な器具に取り付けるための駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
農業、並びに鉱業、道路敷設及び保守等の様々な分野で使用されるもの等の器具は、多様なサイズ及び構成を含む。コンバイン、ウインドローア、噴霧器、道路グレーダ、ブルドーザ等といった器具は一般に自走式であり、器具自体に組み込まれたエンジン、駆動システム及びオペレータステーションを備える。更に一般的には、空気式播種器、耕運機、ディスク、穀物カート、草刈り機といった器具は、トラクターの後ろで牽引される。例えばトラクターの前端に設置される除雪機、トラクターの中央部分に設置される草刈り機、及びトラクターの後端に一般に組み込まれた３点ヒッチシステムのアームに取り付けられる多様な器具といった一部の器具は、トラクターの後ろで牽引されるのではなく、トラクター上に直接設置されるよう構成される。
【０００３】
一部の自走式器具は、エンジン、駆動列及びオペレータステーションを含む駆動ユニットと、駆動ユニットに設置できる異なる器具とを備えている。例えばＶｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ（カナダ、マニトバ州、ウィニペグ）は、Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ（商標）１０３を製造しており、これは、駆動ユニットに設置可能なウインドローアヘッダ及び噴霧用組立体を備える、駆動ユニットを含む。
【０００４】
全地球測位衛星（ＧＰＳ）等を用いた極めて正確な外部位置決めシステムの出現は、近年、オペレータステーションを備えないロボット式農業用車両の開発につながっている。例えば近年、Ａｍａｚｏｎｅｎ‐Ｗｅｒｋｅ（ドイツ、ハスバーゲン）は、植物を識別し、土壌の圧縮、養分の欠乏等を試験するために、地表面に沿って様々なアプリケーションモジュールを搬送するための、ロボット車両を開発した。このロボットは、ＧＰＳ等を用いた外部ガイダンスシステムによって、又は遠隔操作デバイスによって制御される。Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ  Ｔｒａｃｔｏｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（米国、ノースダコタ州、ファーゴ）が製造しているもの等の、遠隔操作又はＧＰＳ操作式の無人トラクターも公知である。
【０００５】
例えばＢｏｕｒｇａｕｌｔらによる特許文献１を参照されたい。この文献は、ＧＰＳ若しくは同様の外部ガイダンスシステムによって、及び／又は遠隔地のオペレータによってガイドされる、無人自走式空気式播種機を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願第２０１４／０２１６３１４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本開示は、従来技術の課題を克服する器具操作用装置を提供する。
【０００８】
１人の農業従事者が耕作する土地の広さは、この数十年にわたって着実に増大している。農業を成功させるには、播種、化学薬品の散布、収穫等の適時実施が必要である。熟練労働者を見つけることがより困難かつコストがかかるものとなったため、農業従事者はますます巨大な設備を検討してきており、播種設備は現在、最大１００フィート幅にもなる。これらの幅広の播種器により、農業従事者は、以前の幅が狭い播種器よりも、１日あたり遥かに大きな土地に播種できるものの、この幅広の設備は、狭い場所での操縦性の欠如、過剰なオーバラップを回避するための区画制御の必要性、充填のためのダウンタイムを削減するために播種作業において使用される、対応する農産物用の極めて大型のコンテナといった、多数の新たな課題を提示する。
【０００９】
同様に、収穫設備について、現行のコンバインは大容量を有し、１時間あたり数百ブッシェルを収穫できるが、収穫された穀物を運搬できる量は限られており、従って、コンバインホッパーを数十分毎に空にするためにワゴン等を提供する必要があり得る。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示は、より適度なサイズの多様な器具を運搬して動作させる駆動フレームを含む、器具操作用装置を提供する。上記装置は、当該技術分野において公知のＧＰＳ等を用いた外部ガイダンスシステムに接続されたマイクロプロセッサによって、無人ロボット式で制御できる。上記駆動フレームは、播種時には播種器具を、そして収穫物への噴霧のために噴霧器を、続いて収穫時には穀物カート、大型コンベア等を、運搬できる。
【００１１】
本開示の装置は、オペレータステーションを含むことができ、又は外部ガイダンスシステム及び／若しくは遠隔操作装置によって制御できる。よって例えば１人のオペレータが複数の播種器具を制御でき、各播種器具は、２０〜３０フィートといった比較的管理しやすい幅を有することができ、その３倍もの幅を有しなくてよい。
【００１２】
第１の実施形態では、本開示は、ベースビームと、上記ベースビームの対応する第１及び第２の端部から延在する第１及び第２の略平行な側部ビームとを備え、上記第１及び第２の側部ビームの外側端部間に開放器具領域を画定する、Ｕ字型の駆動フレームを提供する。上記駆動フレームは、地表面上を移動するための複数の駆動ホイール上に支持され、各上記駆動ホイールは上記駆動フレームに、略垂直なホイール枢軸の周りで枢動できるように設置される。操舵制御装置は、各上記駆動ホイールを対応する上記ホイール枢軸の周りで選択的に枢動させるよう動作可能である。動力源は上記駆動フレームに設置され、各上記駆動ホイールを回転させるための駆動制御装置を通して接続され、上記駆動制御装置は、第１及び第２の方向のうちの選択された一方に上記駆動ホイールを回転させるよう動作可能である。第１及び第２の器具は、器具動作を実施するよう、及びアイドリング位置にある場合に上記地表面上に静置されるよう構成される。各上記器具及び上記駆動フレームは、上記駆動フレームを、上記アイドリング位置の各上記器具に対する器具積載位置へと操縦した場合に、各上記器具が上記駆動フレームに接続可能かつ動作位置へと移動可能となるよう構成され、上記動作位置において、各上記器具は上記駆動フレームで支持され、また器具機能を制御するよう動作可能な器具制御システムに接続される。上記駆動フレームが、上記アイドリング位置の上記第１の器具に対する上記器具積載位置にある場合、上記第１の器具の少なくとも一部分は、上記第１の側部ビームと上記第２の側部ビームとの間、かつ上記第１及び第２の側部ビームの上方にある。各上記器具が上記動作位置にある場合、上記操舵及び駆動制御装置は、上記駆動フレーム及び支持された上記器具を第１の移動経路に沿って移動させて操舵するための第１のモードで動作可能であり、また上記操舵及び駆動制御装置は、上記駆動フレーム及び支持された上記器具を、上記第１の移動経路に対して概ね垂直に配向された第２の経路に沿って移動させて操舵するための第２のモードで動作可能である。
【００１３】
第２の実施形態では、本開示は、地表面上を移動するためのホイール上に支持されたＵ字型の基礎フレームを備える、農業用器具装置を提供し、ここで上記基礎フレームは、略平行で横方向に離間した左右の設置用ビームを含み、上記設置用ビームは、上記設置用ビームの内側端部において、略水平なベースビームに固定され、また上記ベースビームから、上記ベースビームから遠方の上記設置用ビームの外側端部へと、外向き方向に延在し、これにより、上記設置用ビームの間の、上記設置用ビームの上記外側端部から上記ベースビームまでに、開放器具領域が設けられる。器具は、器具動作を実施するよう、アイドリング位置にある場合に上記地表面上に静置されるよう、及び動作位置にある場合に上記開放器具領域内で上記基礎フレームに取り付けられるよう、構成される。複数のビーム取り付け機構が上記基礎フレームに設置され、各上記ビーム取り付け機構は、リフトアームであって、上記リフトアームは、上記リフトアームの内側端部において、対応する上記ビームに枢動可能に取り付けられ、また上記リフトアームの外側端部においてフックを画定し、ここで上記リフトアームは、上記外向き方向に延在する積載位置から、上向きに延在する動作位置へと枢動可能である、リフトアーム、上記リフトアームを上記積載位置と上記動作位置との間で枢動させるよう動作可能な油圧シリンダ、及びビーム係合部材を備える。各上記ビーム取り付け機構に関して、対応する器具取り付け機構が上記器具に設置され、各上記器具取り付け機構は、略水平に配向されたシャフトと、器具係合部材とを備える。上記取り付け機構は、上記リフトアームが上記積載位置にある場合に、上記基礎フレームが上記アイドリング位置にある上記器具に対する器具積載位置へと移動可能となるよう構成され、上記器具積載位置では、各上記ビーム取り付け機構の上記フックは、対応する上記器具取り付け機構の上記シャフトの下側に位置し、これにより、上記リフトアームを上記動作位置へと枢動させることによって、上記器具は上方かつ内向き方向に移動し、これにより各上記器具係合部材は、対応する上記ビーム係合部材と係合するように移動する。
【００１４】
第３の実施形態では、本開示は、第１及び第２の器具動作を実施する方法を提供する。上記方法は、駆動フレームを複数の駆動ホイールに設置するステップであって、各上記駆動ホイールは上記駆動フレームに、略垂直なホイール枢軸の周りで枢動できるように取り付けられる、ステップと、各上記駆動ホイールを対応する上記ホイール枢軸の周りで選択的に枢動させるよう動作可能な、操舵制御装置を提供するステップと、上記駆動フレーム上に動力源を設置し、上記動力源を、各上記駆動ホイールを回転させるための駆動制御装置を通して接続するステップであって、上記駆動制御装置は、上記駆動ホイールを第１及び第２の方向に選択的に回転させるよう動作可能である、ステップと、上記駆動制御装置及び操舵制御装置を第１のモードで動作させることにより、上記駆動フレームを第１の移動経路に沿って移動させて操舵し、また上記駆動制御装置及び操舵制御装置を第２のモードで動作させることにより、上記駆動フレームを上記第１の移動経路に対して概ね垂直に配向された第２の経路に沿って移動させて操舵する、ステップと、上記第１の器具動作を実施するよう構成された第１の器具を、第１のアイドリング位置において地表面上で支持するステップと、上記第２の器具動作を実施するよう構成された第２の器具を、第２のアイドリング位置において地表面上で支持するステップと、上記駆動制御装置及び操舵制御装置を上記第１及び第２のモードのうちの一方で動作させることにより、上記駆動フレームを、上記第１のアイドリング位置の上記第１の器具に対する器具積載位置へと移動させて操舵するステップと、上記第１の器具を上記駆動フレームに接続し、上記第１の器具を、上記駆動フレームに支持された動作位置へと移動させるステップと、上記第１の器具を、器具機能を制御するよう動作可能な器具制御システムに接続するステップと、上記駆動制御装置及び操舵制御装置を上記第１のモードで動作させることにより、上記駆動フレーム及び上記第１の器具を上記第１の移動経路に沿って移動させて操舵し、また上記器具制御システムを、上記第１の器具動作を実施するように上記第１の器具の上記器具機能を制御するよう動作させるステップと、上記駆動制御装置及び操舵制御装置を上記第１及び第２のモードのうちの一方で動作させることにより、上記駆動フレームを保管場所へと移動させて操舵し、また上記第１の器具を上記第１のアイドリング位置へと移動させ、上記第１の器具を上記駆動フレーム及び上記器具制御システムから接続解除するステップと、上記駆動制御装置及び操舵制御装置を上記第１及び第２のモードのうちの一方で動作させることにより、上記駆動フレームを上記第２のアイドリング位置の上記第２の器具に対する器具積載位置へと移動させて操舵するステップと、上記第２の器具を上記駆動フレームに接続し、上記第２の器具を、上記駆動フレームに支持された動作位置へと移動させるステップと、上記第２の器具を、器具機能を制御するための上記器具制御システムに接続するステップと、上記操舵及び駆動制御装置を上記第２のモードで動作させることにより、上記駆動フレーム及び上記第２の器具を上記第２の移動経路に沿って移動させて操舵し、また上記器具制御システムを、上記第２の器具動作を実施するように上記第２の器具の上記器具機能を制御するよう動作させるステップを含む。
【００１５】
第１及び第２の移動経路のうちの一方に沿ったいずれかの方向での動作のために、多様な器具を本発明の装置と共に使用できる。このような器具は、播種器具、化学薬品散布器具、穀物カート、収穫物ウインドローア、ランドパッカー（ｌａｎｄ  ｐａｃｋｅｒ）、ブルドーザ装置、及び農業、建設、鉱業等の産業用のカッターを含む、幅広い範囲のものを含む。器具の重量の少なくとも一部を、バラストを提供する駆動ホイールで支持することにより、駆動フレームをより軽くすることができる上、必要な牽引力を提供するために十分な重量が駆動ホイールに対して依然として存在し、これによって効率が改善される。よって動力源によって移動させられる総重量は低減される。移動は、第１の経路に沿った方向、又は第２の経路に沿った垂直な方向とすることができる。この特徴により、器具を、一方の経路に沿った幅広い配向で動作させて、動作中に有意な地面領域をカバーでき、また続いて第２の垂直な経路に沿った狭い配向で移動させて輸送できる。
【００１６】
７０〜１５０馬力の内燃モータ等の動力源、及び１０〜１２平方フィート以上の駆動フレーム寸法又は１０〜１２フィート×１５〜２０フィートの長方形駆動フレームを用いれば、幅２５〜３０フィートの播種器具、容量５００ブッシェルの穀物カート、幅６０〜８０フィートの噴霧設備といった、大規模農作業に好適な器具を使用できる。２つの経路のうちの一方において移動する能力が、ビンからビンへの移動、及びホッパー底部トレーラー（ｈｏｐｐｅｒ  ｂｏｔｔｏｍ  ｔｒａｉｌｅｒ）の下側の位置への移動に便利であるため、長さ１００フィートの穀物コンベア等の他の比較的大型の器具もまた使用に好適である。耕地及び同様の土地の成形器具も同様に好適である。
【００１７】
現在入手可能なロボット式制御装置を用いれば、１人のオペレータが、必要な肥料の供給、例えば３つ、４つ又は５つ以上の播種器具群への播種、及び全ての器具の動作の監視を実施できる。同様に、ロボット式制御装置を用いて、収穫中に複数のコンバイン間で複数の穀物カートを移動させて、車両を輸送できる。
【００１８】
本発明は、本明細書の結論部分において特許請求されているが、添付の「発明を実施するための形態」には、好ましい実施形態が提供されており、「発明を実施するための形態」は、添付の図面と併せると最もよく理解できる。添付の図面中の複数の図それぞれにおいて、同様の部品は同様の番号で標識される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、駆動フレームが、播種器具として概略図で示されている器具と整列され、器具積載位置へと移動する準備ができた状態の、本開示の器具操作用装置の実施形態の概略端面図である。
【図２】図２は、図１に示されているものと同一位置における、図１の実施形態の概略側面図である。
【図３】図３は、駆動フレームが経路Ｐ１に沿って、本図の左側の、図１に示した空き位置から、右側に示す器具積載位置へと移動している、図１の実施形態の概略上面図である。
【図４】図４は、駆動フレームが器具積載位置にある、図１の実施形態の概略側面図である。
【図５】図５は、器具が、駆動フレーム上に支持された動作位置まで引き下げられ、支持用アクチュエータが取り外されているか又は引き込まれている状態の、図１の実施形態の概略側面図であり、ベースビームの上側に延在する、器具の端部に設置するための位置にある追加の地面成形用ツールを示す。
【図６】図６は、器具が図５の動作位置にあり、駆動ホイールが図４に示した位置から旋回して、側部ビームに対して垂直な経路Ｐ２をたどるように配向された状態の、図１の実施形態の概略上面図である。
【図７】図７は、駆動ホイール及び対応する操舵用油圧シリンダの構成の概略上面図であり、ホイールは経路Ｐ２に沿った移動のための操舵角度範囲の終端に配向されている。
【図８】図８は、図７の駆動ホイール及び対応する操舵用油圧シリンダの構成の概略上面図であり、ホイールは、経路Ｐ１に沿った移動のための操舵角度範囲の終端まで、垂直ホイール軸の周りで約１３０°にわたって枢動している。
【図９】図９は、駆動フレーム上の所定の位置に設置された、図７及び８の駆動ホイール及び対応する操舵用油圧シリンダの構成の概略側面図である。
【図１０】図１０は、円錐形センタリング用構成と、器具を駆動フレームに接続するためのラッチ係合機構との、概略切り欠き側面図である。
【図１１】図１１は、ウインドローアとして概略図で示されている異なる器具のそばの積載位置における、図１の実施形態の駆動フレームの概略側面図であり、接続アームが器具と駆動フレームとの間に接続されることにより、この器具もまた動作位置となっている。
【図１２】図１２は、図１１に示した駆動フレーム及び器具の概略上面図である。
【図１３】図１３は、器具が輸送位置にある状態の、図１１の駆動フレーム及び器具の概略側面図である。
【図１４】図１４は、図１３に示した輸送位置における駆動フレーム及び器具の概略上面図である。
【図１５】図１５は、第１の側部ビームの下側の駆動ホイールの第１のペアが共に経路Ｐ２に沿った操舵角度範囲にわたって操舵され、第２の側部ビームの下側の駆動ホイールの第２のペアが、経路Ｐ２と整列された状態で回転するよう固定されている状態の、図１の駆動フレームの概略上面図である。
【図１６】図１６は、駆動ホイールの第２のペアが駆動ホイールの第１のペアに対して急旋回方向に枢動した状態の、図１５に示した駆動フレームの概略上面図である。
【図１７】図１７は、駆動ホイールの第２のペアが駆動ホイールの第１のペアの斜め操舵方向に枢動した状態の、図１５に示した駆動フレームの概略上面図である。
【図１８】図１８は、ベースビームの下側の第１及び第２のベース駆動ホイールが共に経路Ｐ１に沿った操舵角度範囲にわたって操舵され、側部ビームの遠方の端部の下側の第１及び第２の端部駆動ホイールが、経路Ｐ１と整列された状態で回転するよう固定されている状態の、図１の実施形態の駆動フレームの概略上面図である。
【図１９】図１９は、第１及び第２の端部駆動ホイールが駆動ホイールの第１のペアに対して急旋回方向に枢動した状態の、図１８に示した駆動フレームの概略上面図である。
【図２０】図２０は、第１及び第２の端部駆動ホイールが駆動ホイールの第１のペアの斜め操舵方向に枢動した状態の、図１８に示した駆動フレームの概略上面図である。
【図２１】図２１は、駆動ホイール及び対応するホイール軸が正方形又は長方形の頂点に位置しないよう、駆動ホイールのうちの１つが他のものからオフセットされた状態の、代替的な駆動フレームの概略上面図であり、これはベースビームに対する側部ビームの湾曲した代替的な接続も示し、更に、第２の側部ビームの端部に設置された、図示されている２つのホイールを置換できる、第２の側部ビームの中点に設置された代替的な駆動ホイールも示す。
【図２２】図２２は、ウォーキングビームが第２の側部ビームに沿って設置された、代替的な駆動フレームの概略上面図である。
【図２３】図２３は、平坦でない地表面に沿って移動している様子が示されている、図２２のウォーキングビームを備えた駆動フレームの概略側面図である。
【図２４】図２４は、ピボットビームが第２の側部ビームに取り付けられ、またベース及び端部アームが、ピボットビームの端部から延在する舌状部に枢動可能に取り付けられている状態を示す、更なる代替的な駆動フレームの第２の側部ビームの概略上面図である。
【図２５】図２５は、ベース及び端部アーム上に設置された駆動ホイール及び操舵用油圧シリンダを示す、図２３の駆動フレームの概略側面図である。
【図２６】図２６は、第１及び第２の側部ビーム両方の上に設置されたピボットビーム及びアームを示す、図２４及び２５の駆動フレームの概略上面図である。
【図２７】図２７は、器具をそのアイドリング位置からその動作位置まで持ち上げる、図２６の駆動フレームの概略端面図である。
【図２８】図２８は、折り畳み式羽根を備えた溝切り器フレームを有する空気式播種器として概略図で示されている異なる器具のそばの積載位置における、図１の実施形態の駆動フレームの概略側面図である。
【図２９】図２９は、代替的な駆動フレーム及び支持された器具の概略上面図であり、ベースビームが第１の側部に枢動可能に取り付けられている。
【図３０】図３０は、図２９の駆動フレーム及び支持された器具の概略側面図である。
【図３１】図３１は、自走式基礎フレームを備える農業用器具装置の上面図であり、自走式基礎フレームはそのモータ組立体が取り外された状態であり、器具に対する器具積載位置に近づいている。
【図３２】図３２は、基礎フレームに設置された器具が動作位置にある状態の、図１２の装置の上面図である。
【図３３】図３３は、器具上に設置された対応する器具取り付け機構に対する図１２の器具積載位置に近づいている、基礎フレームのビーム上に設置されたビーム取り付け機構の側面図である。
【図３４】図３４は、図１４の側面図に示すように器具上に設置された対応する器具取り付け機構に近づいている、基礎フレームのビーム上に設置されたビーム取り付け機構の上面斜視図である。
【図３５】図３５は、対応する器具取り付け機構のシャフトの下側に位置する、図１５に示したビーム取り付け機構のリフトアームのフックの上面斜視図であり、リフトアームは積載位置から持ち上げられているものの、まだ動作位置にはない。
【図３６】図３６は、図１６に示すように対応する器具取り付け機構のシャフトの下側に位置するものの、リフトアームが動作位置まで完全に持ち上げられている、ビーム取り付け機構のリフトアームのフックの上面斜視図である。
【図３７】図３７は、ビーム及び器具係合部材の係合を維持するよう動作可能なロック機構の概略切り欠き側面図である。
【図３８】図３８は、対応するビーム及び器具取り付け機構によって基礎フレームに設置された器具の上面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１〜６は、地表面７上を移動するための複数の駆動ホイール５上に支持されたＵ字型の駆動フレーム３を備える、本開示の器具操作用装置１の実施形態を概略図で示す。各駆動ホイール５は、略垂直なホイール枢軸ＷＡの周りで枢動可能に設置され、操舵制御装置９は、各駆動ホイール５を、対応するホイール枢軸ＷＡの周りで選択的に枢動させるよう動作可能である。駆動ホイール５を、当該技術分野において公知であるトラック組立体内に組み込むことも考えることができ、ここでホイール枢軸は、地面／トラック／境界の略中央から上向きに延在する。従って、本明細書中で使用される場合、用語「駆動ホイール（ｄｒｉｖｅ  ｗｈｅｅｌ）」は、全てのこのような駆動ホイール組立体を含む。
【００２１】
図示されている装置１では、駆動フレームは、ベースビーム１１と、第１及び第２の略平行な側部ビーム１３Ａ、１３Ｂとを含み、これらの側部ビーム１３Ａ、１３Ｂは、ベースビーム１１の対応する第１及び第２の端部から外向きに延在して、第１の側部ビーム１３Ａ及び第２の側部ビーム１３Ｂの外側端部の間に開放器具領域を画定する。駆動ホイールの第１のペア５Ａは第１の側部ビーム１３Ａを支持し、駆動ホイールの第２のペア５Ｂは第２の側部ビーム１３Ｂを支持する。
【００２２】
動力源は駆動フレーム３上に設置されて、各駆動ホイール５を回転させるための駆動制御装置２１を通して接続され、駆動制御装置２１は、図２に示すように、駆動ホイール５を第１の方向Ｒ１及び第２の方向Ｒ２のうちの選択された一方に回転させるよう動作可能である。装置１では、上記動力源は、第２の側部ビーム１３Ｂ上のオフセット位置に設置された内燃モータ１９であり、上記オフセット位置によって、第２の側部ビーム１３Ｂの内側がモータ１９と第１の側部ビーム１３Ａとの間となり、側部ビーム１３間に最大のクリアランスが残される。上記動力源は、駆動及び操舵のための電力を提供する複数のバッテリによって提供することもでき、また他の様々な機能に必要な電力を提供することもできると考えられる。
【００２３】
また装置１の一部を形成するのは、図１〜４に示すアイドリング位置にある場合に地表面７上に静置されるよう構成された、器具２３である。器具２３及び駆動フレーム３は、図３において概略図で示されているように、空き位置ＥＰから、アイドリング位置にある器具２３に対する器具積載位置ＬＰへと、駆動フレーム３を操縦した場合、器具２３が駆動フレーム３に接続可能となり、かつ図５及び６に示す動作位置へと移動可能となるよう構成され、ここで器具２３は駆動フレーム３によって支持されて、器具機能を制御するよう動作可能な器具制御システム２５に接続される。装置１には、器具２３が図５に示すような動作位置となった後で、追加の地面成形ツール１７等が装着される。器具２３は、農業、鉱業、建設及び同様の産業で使用される多様な器具のいずれであってよく、必要に応じてスタンド、支柱又は他の支持具によって、地面上のアイドリング位置に維持される。
【００２４】
器具２３が動作位置にある場合、操舵制御装置９及び駆動制御装置２１は、駆動フレーム３及び器具を図３に示す第１の移動経路Ｐ１に沿って移動させて操舵する、第１のモードで動作可能であり、また駆動フレーム３及び器具２３を、図６に示すように第１の移動経路Ｐ１に対して概ね垂直に配向された第２の移動経路Ｐ２に沿って移動させて操舵する、第２のモードで動作可能である。図１〜４では、ホイール５は、経路Ｐ１をたどって駆動フレーム３を器具２３の下側の器具積載位置へと移動させるように配向された状態で示されている。図４の器具積載位置に至ると、ホイールは、経路Ｐ２に沿って移動するために配向された、図５に示す位置へと回転する。
【００２５】
経路Ｐ１及びＰ２の両方に沿って直線状に移動するためには、ホイール５は９０°しか枢動する必要がないが、実際に装置１をいずれかの経路に沿って操舵するためには、ホイール５は、経路の各側に少なくとも約２０°である操舵角度範囲ＳＮにわたって枢動する必要がある。
【００２６】
ホイール５は方向Ｒ１、Ｒ２のいずれに回転させることができるため、各ホイール５はそのホイール枢軸ＷＡの周りで、約１３０°の角度にわたって、又は図７における範囲の一方の端部でのホイール縁部５Ｘの位置と、図８における範囲の反対側の端部での同一のホイール縁部５Ｘの位置とによって示されるような、更に大きい１３５°にわたる操舵範囲に関して枢動させる必要しかない。そして操舵制御装置９は便利なことに油圧シリンダ２７を備えることができ、この油圧シリンダ２７は、図９に概略図で示されているように、各駆動ホイール５に隣接して側部ビーム１３の下側に設置され、対応する駆動ホイール５を、対応するホイール枢軸ＷＡの周りで、約１３０°を超える枢動範囲にわたって選択的に枢動させるよう動作可能である。
【００２７】
図示されている器具２３は、アイドリング位置にある場合、駆動フレーム３より高い。駆動フレーム３の開放端部は、経路Ｐ１に沿って器具積載位置まで操縦でき、この器具積載位置において、器具２３の一部分は第１及び第２の側部ビーム１３の間かつこれらの上方となる。器具２３の高さは、図４に示す器具積載位置への駆動フレーム３の移動に干渉せず、上記位置において、器具２３の、タイビーム２９Ａ、２９Ｂを含む接続部分は、駆動フレーム３の上方となり、支持用アクチュエータ３１は、タイビーム２９を引き下げて駆動フレーム３上に静置させるよう動作可能である。ジャック等の支持用アクチュエータ３１を取り外すか又は引き込み、器具２３を、図５に示すような動作位置において駆動フレーム３上で支持し、ここでは、ボルト又は同様の締結器具を用いて、器具制御システム２５が接続され、またタイビーム２９Ｂが側部ビーム１３と接続され、タイビーム２９Ａがベースビーム１１と接続される。
【００２８】
図１０に概略図で示すように、タイビーム２９の、従って器具２３の、駆動フレーム３との正確な整列は、タイビーム２９上に円錐状突出部３３を設け、また駆動フレーム３上に対応する円錐状凹部３５を設けることによって促進でき、これにより、タイビーム２９を引き下げて、円錐状突出部３３が円錐状凹部３５の縁に入ると、更なる下向きの運動によって、円錐状突出部３３及び円錐状凹部３５が、正確に整列した状態で完全に係合する。更に、器具２３を駆動フレーム３に更に迅速に接続するために、ロック用凹部３７を円錐状突出部３３に設けることができ、これは、円錐状突出部３３及び円錐状凹部３５が完全に係合した場合にばね４１等によって付勢されるロック部材３９を受承するよう構成される。凹部３７、ロック部材３９及びばね４１によって提供されるロック機構４３は便利であり、当該技術分野において公知である他のロック機構及び締結器具も、器具を駆動フレームに接続するために使用できる。
【００２９】
図示されている器具２３は、図５及び６の動作位置にある場合、一方の端部においてベースビーム１１を越えて外向きに延在し、またベースビーム１１から離間した第１の側部ビーム１３Ａ及び第２の側部ビーム１３Ｂの外側端部を越えて外向きに延在する。側部ビーム１３の長さは、ベースビーム１１の長さより長く、これにより駆動フレームは、ベースビーム１１の長さに概ね等しい短辺寸法と、側部ビーム１３の長さに概ね等しい長辺寸法とを有する長方形となる。この構成は、長辺寸法が、図示されている器具２３等の、長さが長い器具（例えば播種器具であってよい）の安定した支持を提供し、ここでは器具２３が、側部ビーム１３に対して概ね垂直な移動経路Ｐ２に沿って動作方向に移動する際に、器具動作が実施され、また側部ビーム１３に対して概ね平行に配向された経路Ｐ１上を道路等に沿って移動する際に、狭い輸送幅を提供するという点で、有益である。
【００３０】
側部ビーム１３はベースビーム１１から相当な距離だけ延在できるため、側部ビーム１３Ａ、１３Ｂを剛性が比較的高い関係で固定して、側部ビーム１３とベースビーム１１との間の接続に対する応力を提言するために、その第１及び第２の端部において第１及び第２の側部ビーム１３のベースビーム１１から離間した外側端部に着脱可能に取り付けられる端部ビームを設けると有益である。
【００３１】
図示されている装置１では、上記端部ビームは、器具２３が動作位置にある場合にのみ第１の側部ビーム１３Ａ及び第２の側部ビーム１３Ｂに着脱可能に取り付けられる、器具２３に固定されたタイビーム２９Ｂによって提供される。従って例えば、第１及び第２の側部ビーム１３それぞれの外側端部部分に設置された、図１０に概略図で示されている円錐状凹部３５並びにロック機構４３のロック部材３９及びばね４１、並びにタイビーム２９Ｂの対応する端部に設置された対応する円錐状突出部３３及びロック用凹部３７を用いて、器具は、器具２３が動作位置にある場合にロック機構４３に係合し、これにより側部ビーム１３は、器具２３が動作位置にある場合に、器具２３に対して略固定され、従って互いに対して略固定される。
【００３２】
器具２３がそのアイドリング位置まで再び移動すると、駆動フレーム３の端部は開放され、他の器具を積載するために駆動フレーム３を自由に操縦できる。駆動フレーム３に器具が支持されていない場合、又は駆動フレームが、その動作によって側部ビーム１３とベースビーム１１との間の接続に対して大きな力を付与しない特定の器具を支持する場合、端部ビームは典型的には不要である。
【００３３】
図１１〜１４は、異なる器具２３'と共に使用する場合の駆動フレーム３の概略図であり、ここでは器具２３'は、駆動フレーム３が図１１及び１２に示される器具積載位置にある場合には、第１の側部ビーム１３Ａに隣接して、駆動フレーム３のそばにあり、モータ１９は第２の側部ビーム１３Ｂ上に設置されている。器具２３'の場合、駆動フレームを、側部ビームに対して平行な経路Ｐ１又は側部ビーム１３に対して垂直な経路Ｐ２に沿って、積載位置へと操縦できる。
【００３４】
器具２３'は、ウインドローアヘッダとして概略図で示されており、これは播種器具２３と同様、駆動フレーム３の各端部を越えて延在する。ここで器具２３'は、上記器具及び駆動フレームに取り付け可能な可動式持ち上げアーム４５と、持ち上げアーム４５を動かして器具を動作位置へと移動させるよう動作可能なアクチュエータ４７とによって、駆動フレーム３に接続される。ウインドローアヘッダの場合、動作位置は典型的には、器具２３'が地面に接触している図示された位置（これは図１１及び１２に示されているアイドリング位置と本質的に同一である）から、特定の収穫物の切断に適した上昇位置までの範囲内に位置する。
【００３５】
端部ビーム４９は第１の側部ビーム１３Ａ及び第２の側部ビーム１３Ｂの外側端部部分の間に着脱可能に取り付けられて、側部ビーム１３Ａ、１３Ｂを剛性が比較的高い関係で固定し、また必要となり得る様々な持ち上げアーム４５、アクチュエータ４７等のための設置場所を提供する。器具２３'は野外作業において、器具２３が駆動フレーム３の前方の作業場所にある状態で、駆動フレーム３及び器具２３'を第２の移動経路Ｐ２に沿って図１２中の矢印の方向に移動させることによって動作する。
【００３６】
器具２３'は、図１１及び１２に示す、第１の側部ビーム１３Ａのそばの動作場所から、図１３及び１４に示す、駆動フレーム３の上方の輸送場所まで、移動可能である。モータ１９は、図１１及び１２に示す第１のモータ動作位置１９Ａから図１３及び１４に示す第２のモータ動作位置１９Ｂまで移動可能である。位置１９Ａでは、モータは駆動フレーム３に対して外向きに、器具２３'の場所とは反対方向に移動し、これによって器具２３'を平衡させて安定性を改善する。
【００３７】
器具２３'を駆動フレーム３の上方の輸送場所へと移動させると、平衡は不要となり、モータを、第１の移動経路Ｐ１に沿った輸送のための位置１９Ｂへと移動させることができる。次に器具２３'及び駆動フレーム３は、駆動フレーム３及び器具２３'を第１の移動経路Ｐ１に沿って移動させることによって、ベースビーム１１の長さに略等しい幅狭構成の道路に沿って輸送できる。
【００３８】
図１５〜１７で最もよく確認できるように、第１の側部ビーム１３Ａを支持する駆動ホイールの第１のペア５Ａは、ベースビーム１１に近接した第１のベース駆動ホイール５ＡＸ、及びベースビーム１１から離間した第１の端部駆動ホイール５ＡＹを含む。第２の側部ビーム１３Ｂを支持する駆動ホイールの第２のペア５Ｂは、ベースビーム１１に近接した第２のベース駆動ホイール５ＢＸ、及びベースビーム１１から離間した第２の端部駆動ホイール５ＢＹを含む。
【００３９】
駆動フレーム３及び駆動フレーム３に取り付けられたいずれの器具を第２の移動経路Ｐ２に沿って移動させて操舵する際、操舵制御装置は、図１５に示すように、経路Ｐ２の両側に少なくとも約２０°である操舵角度範囲ＳＮにわたって、第１のベース駆動ホイール５ＡＸ及び第１の端部駆動ホイール５ＡＹを共に同一方向に枢動させるよう動作可能である。
【００４０】
駆動フレーム及び器具を第２の移動経路Ｐ２に沿って移動させて操舵する際、操舵制御装置は、図１５に示すように、第１のベース駆動ホイール５ＡＸ及び第１の端部駆動ホイール５ＡＹのみを枢動させることができ、第２のベース駆動ホイール５ＢＸ及び第２の端部駆動ホイール５ＢＹを、第２の移動経路Ｐ２と整列したまま維持できる。操舵制御装置はまた、第２のベース駆動ホイール５ＢＸ及び第２の端部駆動ホイール５ＢＹを共に、対応するホイール枢軸ＷＡの周りで、第１のベース駆動ホイール５ＡＸ及び第１の端部駆動ホイール５ＡＹの枢動方向とは反対の、図１６に示す急旋回方向、及び第１のベース駆動ホイール５ＡＸ及び第１の端部駆動ホイール５ＡＹの枢動方向と同一の、図１７に示す斜め操舵方向のうちの一方に枢動させるよう構成できる。
【００４１】
同様に、駆動フレーム３及び駆動フレーム３に取り付けられたいずれの器具を第１の移動経路Ｐ１に沿って移動させて操舵する際、操舵制御装置は、図１８に示すように、経路Ｐ１の両側に少なくとも約２０°である操舵角度範囲ＳＮにわたって、第１のベース駆動ホイール５ＡＸ及び第２のベース駆動ホイール５ＢＸを共に同一方向に枢動させるよう動作可能である。
【００４２】
ここでも、駆動フレーム及び器具を第１の移動経路Ｐ１に沿って移動させて操舵する際、操舵制御装置は、第１のベース駆動ホイール５ＡＸ及び第２のベース駆動ホイール５ＢＸのみを枢動させ、第１の端部駆動ホイール５ＡＹ及び第２の端部駆動ホイール５ＢＹを、図１８に示すように第１の移動経路Ｐ１と整列させて維持できる。操舵制御装置はまた、第１の端部駆動ホイール５ＡＹ及び第２の端部駆動ホイール５ＢＹを共に、対応するホイール枢軸ＷＡの周りで、第１のベース駆動ホイール５ＡＸ及び第２のベース駆動ホイール５ＢＸの枢動方向とは反対の、図１９に示す急旋回方向、及び第１のベース駆動ホイール５ＡＸ及び第２のベース駆動ホイール５ＢＸの枢動方向と同一の、図２０に示す斜め操舵方向のうちの一方に枢動させるよう構成できる。
【００４３】
典型的な装置１では、操舵制御装置９は、駆動ホイール５を、たどる経路に応じて、いずれの選択された共通の操舵角度に維持するよう構成できる。従って駆動フレーム３は、傾斜した地形上での器具の斜行を補正する等のために、移動中に必要に応じてある角度に配向できるが、操舵は、ホイール軸ＷＡの周りでの枢動の範囲が限られているため、１方向に限定される。
【００４４】
図示されているホイール５は、従来の車両においてと同様に、長方形の角に位置しており、従って経路Ｐ１又はＰ２に沿った操舵は従来のものである。操舵制御装置９はまた、駆動制御装置２１に接続でき、駆動フレーム３を軌道車両の操舵と同様の様式で操舵するために駆動ホイール５の相対回転速度を調整するよう動作可能である。よって図１８に示すように経路Ｐ１に沿って移動する際、操舵制御装置は、ホイール５ＡＸ、５ＡＹの回転速度を、ホイール５ＢＸ、５ＢＹの回転速度に対して遅くすることによって、駆動フレームを旋回させることができる。同様に、図１５に示すように経路Ｐ２に沿って移動する際、操舵制御装置は、ホイール５ＡＸ、５ＢＸの回転速度を、ホイール５ＡＹ、５ＢＹの回転速度に対して遅くすることによって、駆動フレームを旋回させることができる。
【００４５】
図２１に示すように、操舵制御装置９を以下で説明されるようなマイクロプロセッサ７７で操作する場合、マイクロプロセッサは、ホイール５が正方形又は長方形の角にない場合であっても、駆動ホイール５を、所望の経路をたどるために必要な程度だけ枢動させるようプログラムできる。図２１では、第２の側部ビーム１３Ｂ'は第１の側部ビーム１３Ａ'より短く、ホイール５ＡＸ'、５ＡＹ'、５ＢＸ'、５ＢＹ'は従来の操舵が不可能な場所に位置しているが、マイクロプロセッサは、各ホイールに必要な程度の枢動を提供して、経路Ｐ１又はＰ２に沿って操舵するようプログラムできる。様々な用途において、ホイールをオフセット位置に配置することが望ましい場合がある。図２１はまた、駆動フレームの代替的な形状を示しており、ここでは、第１の側部ビーム１３Ａ'及び第２の側部ビーム１３Ｂ'が、その内側端部において湾曲して、ベースビーム１１''に接合し、ここで必要に応じて、追加の材料でこれらのビームの接続を補強できる。
【００４６】
相当な剛性を有する駆動フレーム３を４つの駆動ホイール５上で支持した場合、ホイール上の重量は、装置１が平坦でない地面上を通過する際に変動することになり、場合によっては１つのホイール５が地面から上方に離れる場合がある。これは、４つ全ての駆動ホイール５が実際に駆動されており、また駆動フレーム３がある程度屈曲することにより、多様なタイプの器具によって多くの場合に許容され得る。図２１はまた、第２の側部ビーム１３Ｂ'の中点に設置された代替的な駆動ホイール５Ｂ''を示し、これは、第２の側部ビーム１３Ｂ'を支持する２つのホイール５ＢＸ'、５ＢＹ'を置き換えることができ、これにより駆動フレームは、３つのホイール５ＡＹ'、５ＡＸ'及び５Ｂ''のみの上で支持され、そして３つ全てのホイールが常に地上にあることになる。
【００４７】
あるいは上記装置は、駆動ホイール５のうちの少なくとも１つが、駆動フレーム３に対して垂直に移動可能となるように構成できる。
【００４８】
図２２及び２３は、ウォーキングビーム１５１を備える駆動フレーム１０３の概略図であり、このウォーキングビーム１５１は、第２の側部ビーム１１３Ｂに対して平行に配向され、またその中心部分が、水平なウォーキング枢軸ＷＰＡにおいて、第２の側部ビーム１１３Ｂの中心部分に、枢動可能に取り付けられる。駆動ホイールの第２のペア１０５Ｂのそれぞれは、ホイール枢軸ＷＡの周りで、ウォーキングビーム１５１の対向する端部に設置される。図示されている駆動フレーム１０３では、第１の側部ビーム１１３Ａの外側縁部から駆動フレーム１０３のウォーキングビーム１５１の外側縁部までの全体寸法Ｄが、上述の駆動フレーム３においてと同一となるよう、ベースビーム１１１が短くなっている。図示されている駆動フレーム１０３では、ウォーキングビーム１５１は第２の側部ビーム１１３Ｂと略同一の長さであり、これにより、駆動ホイールの第２のペア１０５Ｂは、ウォーキングビーム１５１が第２の側部ビーム１１３Ｂと整列している場合に、駆動ホイールの第１のペア１０５Ａに対して、上述の駆動フレーム３においてと同一の場所にあり、従って経路Ｐ１及びＰ２の両方に沿って同一の操舵が達成される。
【００４９】
ウォーキング枢軸ＷＰＡに対する歪みを緩和するために、ガイド支持体１１４が、第２の側部ビーム１１３Ｂ上の、ウォーキング枢軸ＷＰＡとウォーキングビーム１５１の端部部分との間に設置される。各ガイド支持体１１４は、ボルト１１８によって第２の側部ビーム１１３Ｂに取り付けられた内側ガイドプレート１１６Ａと、内側ガイドプレート１１６Ａに取り付けられた外側ガイドプレート１１６Ｂとを備え、これにより内側ガイドプレート１１６Ａと外側ガイドプレート１１６Ｂとの間にガイドチャネルが形成され、ウォーキングビーム１５１は、内側ガイドプレート１１６Ａ及び外側ガイドプレート１１６Ｂの近傍において上記ガイドチャネル内を上下に移動し、これにより、内側ガイドプレート１１６Ａ及び外側ガイドプレート１１６Ｂによって、ウォーキングビーム１５１をウォーキング枢軸ＷＰＡに対して屈曲させる傾向を有する力に抵抗する。
【００５０】
しかしながらウォーキングビーム１５１は、駆動フレーム１０３に、ウォーキング枢軸ＷＰＡ及び駆動ホイールの第１のペア１０５Ａにおける３点支持しか提供しない。駆動フレーム２０３の４つ全ての駆動ホイール上での、改善された支持を提供する代替構成が、図２４〜２６に概略図で示されている。
【００５１】
駆動フレーム２０３では、駆動ホイールの第２のペア２０５Ｂは、第２のベースアーム２５３Ｂの下側部分に、対応する略垂直なホイール枢軸ＷＡの周りで枢動可能に設置された、第２のベース駆動ホイール２０５ＢＸを備え、上記第２のベースアーム２５３Ｂは、第２の側部ビーム２１３Ｂのベースビーム２１１付近に、水平アーム枢軸ＡＰＸの周りで枢動可能に取り付けられている。
【００５２】
同様に、第２の端部駆動ホイール２０５ＢＹは、第２の端部アーム２５５Ｂの下側部分に、対応する垂直ホイール枢軸の周りで枢動可能に設置され、上記第２の端部アーム２５５Ｂは、第２の側部ビーム２１３Ｂのベースビーム２１１から離間した位置に、水平アーム枢軸ＡＰＹの周りで枢動可能に取り付けられている。第２の側部ビーム２１３Ｂは、図２３に示すように第２の側部ビーム２１３Ｂの側部に取り付けられたピボットビーム２５７Ｂを含み、これはピボット舌状部２５９を有し、ピボット舌状部２５９は、ピボットビーム２５７Ｂの各端部から延在して、各舌状部及び対応するアーム２５３Ｂ、２５５Ｂを通って延在するピボットピン２６１のためのピボット取り付け場所を提供する。油圧シリンダ２２７もまた、操舵制御装置のためにアーム２５３Ｂ、２５５Ｂに設置される。
【００５３】
第２のベースアーム２５３Ｂ及び第２の端部アーム２５５Ｂは、第２のベースホイール２０５ＢＸ及び第２の端部ホイール２０５ＢＹのうちの一方が上向きに枢動すると、第２のベースホイール及び第２の端部ホイールのうちのもう一方が下向きに枢動するように、連結される。従って駆動フレーム２０３は、枢軸ＡＰＸ、ＡＰＹにおけるホイールの第２のペア２０５Ｂによって、及び第１の側部ビーム２１３Ａを支持する駆動ホイールの第１のペア２０５Ａによって、支持される。上述のウォーキングビーム構成と同様に、ピボットビーム２５７Ｂ及びアーム２５３Ｂ、２５５Ｂは、駆動ホイールの第１のペア２０５Ａ及び駆動ホイールの第２のペア２０５Ｂが長方形の角に位置することによって、操舵が経路Ｐ１及びＰ２に沿った従来のものとなるように、配設される。
【００５４】
図２５はまた、第２のベースアーム２５３Ｂとピボットビーム２５７Ｂとの間に接続された第２のベース油圧シリンダ２６５Ｘ、及び第２の端部アーム２５５Ｂとピボットビーム２５７Ｂとの間に接続された第２の端部油圧シリンダ２６５Ｙを示す。油圧シリンダ２６５Ｘ、２６５Ｙは流体導管２６７によって接続され、これにより、第２のベースアーム２５３Ｂが上方又は下方に枢動すると、油圧流体が第２のベース油圧シリンダ２６５Ｘから第２の端部油圧シリンダ２６５Ｙへと流れ、これにより第２の端部アーム２５５Ｂが、第２のベースアーム２５３Ｂの運動とは反対の垂直方向に移動する。
【００５５】
油圧シリンダ２６５の使用の利点は、第２の側部ビーム２１３Ｂの上昇を油圧シリンダ２６５の長さの調整によって調整でき、これにより例えば、平地上でホイール枢軸ＷＡが垂直に配向されることを保証できる点である。上昇を調整するために、加圧油圧流体源２６７を第２のベース及び端部油圧シリンダ２６５に、油圧制御弁２６９を通して接続する。油圧制御弁２６９は、導管２６７Ａを通して第２のベース及び端部油圧シリンダ２６５のロッド端部へと加圧油圧流体を配向して、油圧シリンダを延伸させ、第２の側部ビーム２１３Ｂを上方へ移動させるか、又は導管２６７Ｂを通して第２のベース及び端部油圧シリンダ２６５のピストン端部へと加圧油圧流体を配向して、油圧シリンダを引き込み、第２の側部ビーム２１３Ｂを下方へ移動させるよう動作可能である。
【００５６】
第２の側部ビーム２１３Ａの所望の垂直位置に到達すると、弁２６９は閉鎖され、油圧流体は、アーム２５３Ｂ、２５５Ｂの上下移動に従って油圧シリンダ２６５間を単に行ったり来たりするように流れ、側部ビーム２１３Ａは、水平な地面上にある場合には水平となり、その各端部は、各端部上のホイールが下方及び上方に移動する際に、これに対応して上方及び下方にある程度移動する。
【００５７】
図２６は、同様の構成の枢動アームを備える駆動フレーム２０３の概略図であり、従って第１の側部ビーム２１３Ａもまた上下に移動できる。駆動ホイールの第１のペア２０５Ａは、第１のベースアーム２５３Ａの下側部分に、対応する垂直ホイール枢軸ＷＡの周りで枢動可能に設置された、第１のベース駆動ホイール２０５ＡＸを備え、上記第１のベースアーム２５３Ａは、第１の側部ビーム２１３Ａの側部に取り付けられたピボットビーム２５７Ａのベースビーム２１１の付近の舌状部２５９に、アーム枢軸ＡＰＡの周りで枢動可能に取り付けられている。また駆動ホイールの第１のペア２０５Ａは、第１の端部アーム２５５Ａの下側部分に、対応する垂直ホイール枢軸ＷＡの周りで枢動可能に取り付けられた、第１の端部駆動ホイール２０５ＡＹを備え、上記第１の端部アーム２５５Ａは、ベースビーム２１１から離間したピボットビーム２５７Ａの舌状部２５９に、アーム枢軸ＡＰＡの周りで枢動可能に取り付けられる。
【００５８】
第１のベース油圧シリンダ２７１Ｘは第１のベースアーム２５３Ａと第１の側部ビーム２１３Ａとの間に接続され、また第１の端部油圧シリンダ２７１Ｙは第１の端部アーム２５５Ａと第１の側部ビーム２１３Ａとの間に接続される。望まれているのは、図２７に概略図で示されている引き下げられた器具積載位置へと移動する際等に、第１の側部ビーム２１３Ａを制御下で上下に移動させることのみであるが、動作中、駆動ホイールの第１のペア２０５Ａの垂直位置は典型的には固定される。
【００５９】
よって加圧油圧流体源２６７は、第１のベース及び端部油圧シリンダに油圧制御弁２６９を通して接続され、上記油圧制御弁２６９は、加圧油圧流体を第１のベース油圧シリンダ２７１Ｘ及び第１の端部油圧シリンダ２７１Ｙ内へと配向して、第１の側部ビーム２１３Ａを上方又は下方へ所望の垂直位置に移動させるよう動作可能であり、また所望の垂直位置が達成された場合には、油圧制御弁２６９は、第１のベースアーム２５３Ａ及び第１の端部アーム２５５Ａを固定位置に維持するよう動作可能である。
【００６０】
図２７は、地表面７上に静置された、アイドリング動作位置における器具２７３を概略図で示す。駆動フレーム２０３は引き下げられた器具積載位置で図示されており、器具２７３の接続部分２７３Ｃは駆動フレーム２０３の上方にある。上述のように、油圧制御弁は加圧油圧流体を油圧シリンダ２６５Ｘ、２６５Ｙ、２７１Ｘ、２７１Ｙ内へと配向し、両方の側部ビームを、そしてこれに伴って駆動フレーム２０３を、上向きに移動させて、器具２７３を点線で示されている動作位置へと持ち上げる。
【００６１】
図２８は、動作位置にある異なる器具８３を備えた駆動フレーム３を概略図で示す。動作位置にある器具８３は、第１の側部ビーム１３Ａ及び第２の側部ビーム１３Ｂを越えて横方向外向きに延在する。器具８３は、駆動フレーム３上に支持されたタンク８５と、折り畳み式羽根８９を備えた溝切り器フレーム８７とを有する、空気式播種器として概略図で図示されている。器具８３の器具動作は、駆動フレーム３及び器具８３が移動経路Ｐ１に沿った動作方向に移動する際に実施される。羽根８９は上向きに折り畳まれて、これもまた移動経路Ｐ１に沿った輸送のための、幅が狭い輸送用の構成を提供する。器具動作は一般に農作業となるが、装置１を建設、鉱業及び同様の産業において使用することも考えられる。
【００６２】
図２９及び３０は、更なる代替的な駆動フレーム３０３の概略図であり、ここではベースビーム３１１は、第１の側部ビーム３１３Ａに、ベースビーム３１１に対して略平行かつ第１の側部ビーム３１３Ａに対して垂直に配向されたベース枢軸ＢＰＡの周りで枢動可能に取り付けられている。ここでベースビーム３１１は、第１の側部ビーム３１３Ａ及び第２の側部ビーム３１３Ｂの上方にある。フランジ９１は、ベースビーム３１１に溶接され、その後第２の側部ビーム３１３Ｂにボルト留めされる。ベースビーム３１１の反対側の端部では、協働するピボットラグ９３がベースビーム３１１及び側部ビーム３１３Ｂに溶接され、ピン９５がラグ９３の孔に挿入され、これによって枢軸が提供される。ラグ９３は、ベースビーム３１１と第２の側部ビーム３１３Ｂとの間に多少のクリアランスを提供するよう構成される。ラグ９３は、動作中に遭遇する力に耐えて、ベースビーム３１１と第２の側部ビーム３１３Ｂとの間を略直角に維持するために、重量があり強靭である。
【００６３】
従って駆動フレーム３０３内において、第１のベース駆動ホイール３０５ＡＸ及び第１の端部駆動ホイール３０５ＡＹは、上下に移動できる。ここでは穀物タンクとして概略図で図示されている器具３２３は、タイビーム３２９Ａによってベースビーム３１１に、そしてタイビーム３２９Ｂによって側部ビーム３１３Ａ、３１３Ｂに取り付けられているため、駆動フレーム３０３及び器具３２９の構造は相当な剛性を有するが、ビーム枢軸ＢＰＡが第２の側部ビーム３１３Ｂの端部付近にあるため、運動の量は、図２３に示したウォーキングビーム構成に比べて低減される。ベースビーム３１１に対する第２の側部ビーム３１３Ｂの運動に適応するために、剛性のビームはある程度屈曲でき、また駆動フレーム３０３へのタイビーム３２９の接続を、運動を可能とするために若干緩くすることも考えられる。
【００６４】
オペレータの位置を駆動フレーム３上に設けることも考えることができるが、典型的な応用例では、操舵制御装置９、駆動制御装置２１及び器具制御システム２５は、マイクロプロセッサ７７から受信した信号に応答し、このマイクロプロセッサ７７は、装置１のガイド及び駆動並びに器具制御の操作のために、全地球測位システム等を用いたフィールドマップを用いて、外部ガイダンスシステム７９から場所信号を受信する。典型的にはマイクロプロセッサ７７は同様に、遠隔地のオペレータが装置１の動作を監視でき、更にこれを制御できるように、遠隔操作ボックス８１から送信された無線信号に応答する。
【００６５】
図３１〜３８は、地表面上を移動するためのホイール４０５上で支持されたＵ字型の基礎フレーム４０３を備える、農業用器具装置４０１を示し、ここで基礎フレーム４０３は、横方向に離間した略平行な右側設置用ビーム４０９Ｒ及び左側設置用ビーム４０９Ｌを備え、これらはその内側端部において、略水平なベースビーム４１１に固定され、またベースビーム４１１から、ベースビーム４１１から遠方にあるその外側端部４１０まで、外向き方向ＯＤに延在し、これにより、設置用ビーム４０９間の、設置用ビームの外側端部４１０からベースビーム４１１までに、開放器具領域４１２が提供される。図示されている基礎フレーム４０３は自走式であり、ホイール４０５を駆動及び操舵するため、並びに他のいずれの器具の動力要件を提供するための、油圧力を提供するモータ組立体４０８を含む。図面を分かりやすくするために、モータ組立体４０８は図３１及び１３には図示されていない。
【００６６】
器具は、上述のような播種、栽培、噴霧といった農作業と実施するよう構成され、基礎フレーム４０３への器具フレームの取り付けを容易に確認できるように、器具の器具フレーム４１５のみが図示されている。これも上述したように、器具は、フレーム４１５が上昇位置となるアイドリング位置にあるときに地表面上に静置されるよう構成され、これにより、図３１の上面図及び図３３の側面図に図示されているように、ビーム取り付け機構４１４及び器具取り付け機構４２６が近接して、基礎フレーム４０３と整列する。器具フレーム４１５は、図３２及び３８に示されているように、動作位置にあるときに開放器具領域４１２内で基礎フレーム４０３に取り付けられるよう構成される。
【００６７】
図示されている装置４０１では、４つのビーム取り付け機構４１４が基礎フレーム４０３に設置される。右側の外側ビーム取り付け機構４１４ＲＯ及び左側の外側ビーム取り付け機構４１４ＬＯは、対応する右側設置用ビーム４０９Ｒ及び左側設置用ビーム４０９Ｌの対応する右側端部部分及び左側端部部分に設置され、また右側の内側ビーム取り付け機構４１４ＲＩ及び左側の内側ビーム取り付け機構４１４ＬＩは、ベースビーム４１１に設置される。
【００６８】
対応する右側の外側器具取り付け機構４２６ＲＯ及び左側の外側器具取り付け機構４２６ＬＯは、器具４１５に、右側の外側ビーム取り付け機構４１４ＲＯ及び左側の外側ビーム取り付け機構４１４ＬＯの場所に対応する場所において設置され、また対応する右側の内側器具取り付け機構４２６ＲＩ及び左側の内側器具取り付け機構４２６ＬＩは、器具４１５に、右側の内側ビーム取り付け機構４１４ＲＩ及び左側の内側ビーム取り付け機構４１４ＬＩの場所に対応する場所において設置される。これら４つの接続は、器具４１５を、水平配向のアイドリング位置から上方に持ち上げ、器具４１５を基礎フレーム４０３に対してしっかりと保持する。
【００６９】
各ビーム取り付け機構４１４はリフトアーム４１６を備え、これはその内側端部において、対応するビームに、略水平かつ外向き方向ＯＤに対して垂直に配向されたリフト枢軸ＬＰＡの周りで枢動可能に取り付けられる。リフトアーム４１６は、その外側端部においてフック４１８を画定し、また図３３及び３５に示す、外向き方向ＯＤに延在する積載位置から、図３６に示す、上向きに延在する動作位置まで枢動する。油圧シリンダ４２０は、積載位置と動作位置との間でリフトアーム４１６を枢動させるよう動作可能であり、ビーム係合部材４２２は、器具４１５に取り付けられた対応する器具係合部材４２４と係合するよう動作可能である。
【００７０】
各ビーム取り付け機構４１４に関して、対応する器具取り付け機構４２６が器具４１５に設置される。各器具取り付け機構４２６を略水平かつ外向き方向ＯＤに対して垂直に配向されたシャフト４２８と、器具係合部材４２４とを備える。
【００７１】
取り付け機構４１４、４２６は、リフトアーム４１６が積載位置にある場合に、基礎フレーム４０３が、アイドリング位置にある器具４１５に対する器具積載位置へと移動可能であるように構成され、上記器具積載位置では、各ビーム取り付け機構４１４のフック４１８は、対応する器具取り付け機構４２６のシャフト４２８の下側に位置する。図３１、３３及び３４は、器具４１５上の器具取り付け機構４２６に近接した積載位置のリフトアーム４１６を示し、図３３は、フック４１８がシャフト４２８の下側にある器具積載位置のリフトアーム４１６を点線で示している。
【００７２】
基礎フレーム４０３が器具積載位置にある場合、リフトアーム４１６を図３６の動作位置に向かって枢動させると、器具４１５は上向きに、内向き方向ＩＤに移動する。図３５は、図３４の積載位置から部分的に持ち上げられた中間位置のリフトアーム４１６と、地面上で支持されたアイドリング位置から持ち上げられた器具４１５とを示す。リフトアーム４１６が図３６の動作位置に達すると、各器具係合部材４２４は移動して、対応するビーム係合部材４２２と係合し、器具４１５は完全に持ち上げられ、図３２、３６及び３８に示すような動作位置に固定される。
【００７３】
器具４１５を基礎フレーム４０３から取り外し、地面上で支持されるアイドリング位置へと戻すことは、油圧シリンダ４２０を反対方向に起動して、リフトアーム４１６を動作位置から積載位置へと移動させ、これによって器具４１５を前方及び下向きにアイドリング位置まで移動させることによって達成され、上記アイドリング位置では、基礎フレーム４０３及び取り付けられたビーム取り付け機構４１４を、器具４１５及び対応する器具取り付け機構４２６から離れるように移動させることができる。
【００７４】
図示されている装置４０１では、ビーム係合部材４２２は、器具係合部材４２４を形成する、ソケット内へと枢動するよう構成されたピンによって提供される。このピンは先細の端部４３０を備え、これはピンをソケット内へとガイドするよう動作可能である。図示されているピン及びソケットは円筒形であり、従ってピンはソケット内で回転して、器具及び基礎フレーム４０３の動作中の若干の屈曲を可能とすることができる。ビーム係合部材４２２を代わりにソケットによって提供し、器具係合部材４２４をピンによって提供することも考えられる。また他の係合機構を同様に使用することも考えられる。
【００７５】
モータ組立体４０８の油圧流体源４３２は、加圧油圧流体を油圧シリンダ４２０内へと配向して、リフトアーム４１６を積載位置から動作位置へと移動させるよう動作可能であり、またリフトアーム４１６に、リフトアーム４１６を図３６に示すような動作位置に向かって付勢するための付勢力ＢＦを付加するよう動作可能である。油圧流体源４３２は、ビーム係合部材４２２及び器具係合部材４２４を共に係合状態で保持する所望の付勢力ＢＦを付加するよう選択された圧力で、加圧油圧流体を油圧シリンダ４２０へと配向する。この係合は、器具４１５を基礎フレーム４０３上で支持し、また左側の設置用ビーム４０９Ｌに対する右側の設置用ビーム４０９Ｒの横方向運動を防止する役割を果たす。よって、付勢力ＢＦより大きい、動作位置から離れて積載位置に向かう対向する力Ｆが、リフトアーム４１６に付加された場合、リフトアーム４１６は動作位置から離れて積載位置に向かって移動し、加圧油圧流体は油圧シリンダ４２０を出て油圧流体源４３２に戻るように移動する。
【００７６】
油圧シリンダ４２０を用いて、動作位置に向かう強力な付勢力ＢＦを付加することにより、リフトアーム４１６を、動作中の装置４０１に対する突然の力に応答してわずかに移動させた後、所望の動作位置に押し戻すことができる。このような突然の力は、ボルト及び同様の締結器具を破壊する場合があり、リフトアーム４１６のこのようなわずかな運動は、装置４０１の他の部品に対する歪みを緩和して、損傷の発生を低減できる。
【００７７】
典型的には、油圧の損失が感知され、装置４０１は損傷を回避するためにオフにされる。望ましい場合には、図３７に概略図で示されているような着脱可能なロック機構４３４を設けてよく、これにより、器具係合部材４２４を対応するビーム係合部材４２２と係合した状態で固定することによって、リフトアーム４１６を動作位置に固定する。図３７は、付勢力ＢＦを付加する油圧シリンダ４２０に関連して上述したような若干の曲げを許容する、緩やかな係合を示している。
【００７８】
油圧流体源を、従来のように油圧シリンダを伸長させる、及び引き戻すよう、並びにこれもまた従来技術において公知であるように、油圧流体を出入りさせずに油圧シリンダをロックしてリフトアームを動作位置に維持するよう、構成することも考えられる。するとロック機構４３４はここでも、ビーム係合部材４２２及び器具係合部材４２４の係合を維持することになる。
【００７９】
図示されている装置４０１では、各器具取り付け機構４２６上のシャフト４２８は、略垂直な設置プレート４３６の間に延在する。図３４に示すように、設置プレート４３６の、基礎フレーム４０３が器具積載位置へと移動しているときにフック４１８に隣接する部分４３６Ａは、シャフト４２８から離れるように横方向に傾斜し、これにより、対応するリフトアーム４１６及び対応するフック４１８をシャフト４２８に向かってガイドする。
【００８０】
器具フレーム４１５は、多様な器具に組み込むことができる。対応するビーム取り付け機構４１４及び器具取り付け機構４２６を備える装置４０１の器具設置システムは、基礎フレーム４０３に対する器具４１５の確実な設置を提供し、また、器具４１５を地面上で支持されるアイドリング位置から基礎フレーム４０３上で支持される動作位置へと持ち上げるための、単純かつ効果的な器具移動機構を提供する。
【００８１】
本開示は、第１及び第２の器具動作を実施する方法を提供する。上記方法は、駆動フレーム３を複数の駆動ホイール５に設置するステップであって、各上記駆動ホイール５は上記駆動フレームに、略垂直なホイール枢軸ＷＡの周りで枢動できるように取り付けられる、ステップと、各上記駆動ホイール５を対応する上記ホイール枢軸の周りで選択的に枢動させるよう動作可能な、操舵制御装置９を提供するステップと、上記駆動フレーム３上に動力源１９を設置し、上記動力源１９を、各上記駆動ホイール５を回転させるための駆動制御装置２１を通して接続するステップであって、上記駆動制御装置２１は、上記駆動ホイール５を第１及び第２の方向に選択的に回転させるよう動作可能である、ステップと、上記駆動制御装置２１及び操舵制御装置９を第１のモードで動作させることにより、上記駆動フレーム３を第１の移動経路Ｐ１に沿って移動させて操舵し、また上記駆動制御装置２１及び操舵制御装置９を第２のモードで動作させることにより、上記駆動フレーム３を上記第１の移動経路Ｐ１に対して概ね垂直に配向された第２の経路Ｐ２に沿って移動させて操舵するステップと、上記第１の器具動作を実施するよう構成された、播種器８３等の第１の器具を、第１のアイドリング位置において地表面上で支持するステップと、上記第２の器具動作を実施するよう構成された、地面成形器具２３等の第２の器具を、第２のアイドリング位置において地表面上で支持するステップと、上記駆動制御装置２１及び操舵制御装置９を上記第１及び第２のモードのうちの一方で動作させることにより、上記駆動フレーム３を、上記第１のアイドリング位置の上記第１の器具８３に対する器具積載位置へと移動させて操舵するステップと、上記第１の器具８３を上記駆動フレーム３に接続し、上記第１の器具８３を、上記駆動フレーム３に支持された動作位置へと移動させるステップと、上記第１の器具８３を、器具機能を制御するよう動作可能な器具制御システム２５に接続するステップと、上記駆動制御装置２１及び操舵制御装置９を上記第１のモードで動作させることにより、上記駆動フレーム３及び上記第１の器具８３を上記第１の移動経路Ｐ１に沿って移動させて操舵し、また上記器具制御システム２５を、農地への播種等の上記第１の器具動作を実施するように上記第１の器具８３の上記器具機能を制御するよう動作させるステップと、上記駆動制御装置２１及び操舵制御装置９を上記第１及び第２のモードのうちの一方で動作させることにより、上記駆動フレーム３を保管場所へと移動させて操舵し、また上記第１の器具８３を上記アイドリング位置へと移動させ、上記第１の器具８３を上記駆動フレーム３及び上記器具制御システム２５から接続解除するステップと、上記駆動制御装置２１及び操舵制御装置９を上記第１及び第２のモードのうちの一方で動作させることにより、上記駆動フレーム３を上記第２のアイドリング位置の上記第２の器具２３に対する器具積載位置へと移動させて操舵するステップと、上記第２の器具２３を上記駆動フレーム３に接続し、上記第２の器具２３を、上記駆動フレーム３に支持された動作位置へと移動させるステップと、上記第２の器具２３を、器具機能を制御するための上記器具制御システム２５に接続するステップと、上記操舵制御装置９及び駆動制御装置２１を上記第２のモードで動作させることにより、上記駆動フレーム３及び上記第２の器具２３を上記第２の移動経路Ｐ２に沿って移動させて操舵し、また上記器具制御システム２５を、農地表面の成形等の上記第２の器具動作を実施するように上記第２の器具２３の上記器具機能を制御するよう動作させるステップを含む。
【００８２】
本発明の装置１と共に使用できる器具は、播種器具、化学薬品散布器具、穀物カート、収穫物ウインドローア、及びカッターを含む、幅広い範囲のものを含む。器具及び播種器又は噴霧器のタンク内に担持されるいずれの製品の重量の少なくとも一部を、バラストを提供する駆動ホイール５で支持することにより、駆動フレーム３をより軽くすることができる上、必要な牽引力を提供するために十分な重量が駆動ホイールに対して依然として存在し、これによって効率が改善される。よって動力源１９によって移動させられる総重量は低減される。経路Ｐ１に沿った移動、又は経路Ｐ２沿った垂直な移動により、器具を、経路Ｐ２に沿った幅広い配向で動作させて、動作中に有意な地面領域をカバーでき、また続いて経路Ｐ１に沿った狭い配向で移動させて輸送できる。
【００８３】
以上の記載は、本発明の原理の単なる例示と見做される。更に、多数の変更及び修正が当業者には容易に想起されるため、本発明をここで図示及び説明した構成及び動作に正確に限定することは望まれておらず、従って、採用される可能性のある、構造又は動作におけるこのような好適な変更又は修正は、請求対象の発明の範囲内となることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【国際調査報告】
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